Les foules denses oscillent spontanément

Chaque année, à Pampelune au Pays basque, des centaines de milliers de personnes s’amassent dans les rues pour les fêtes de San Fermín. En regardant ces attroupements depuis un balcon, Denis Bartolo, professeur de physique à l’ENS de Lyon, a été particulièrement intrigué. A raison : avec son équipe, il y a découvert un mouvement d'oscillation particulier. 

Quand une foule atteint une certaine densité - plus de quatre personnes par mètre carré -, elle se met à osciller de manière spontanée. "Ces mouvements spontanés des foules denses ne sont pas chaotiques, ils ne sont pas turbulents, ils sont en fait très prédictibles, très réguliers", explique Denis Bartolo. "Ils sont orbitaux et périodiques, c’est-à-dire que leur mouvement est le même toutes les 18 secondes". 

Un phénomène expliqué par la physique 

Les physiciens se sont ensuite demandé si ce phénomène était spécifique aux fêtes de Pampelune. Ils ont étudié des mouvements de foules captés par des caméras de vidéosurveillance lors d'accidents où des foules ultra-denses avaient été rassemblées. "Et on s'est aperçu qu'effectivement, les mêmes types de mouvements orbitaux étaient observés", raconte le physicien. "Le fait que les foules denses se déplacent spontanément de façon périodique dans ces orbites semblait être quelque chose de robuste, qui ne dépend pas de la composition exacte de la foule. C’est là qu’on s’est dit que la physique devait être capable d'expliquer cette dynamique".

Le même mouvement que des électrons dans un champ magnétique 

Lorsqu’on entasse des piétons dans une pièce, plusieurs forces s’appliquent sur eux. Il y a bien sûr les murs qui les repoussent. Mais il y a aussi une friction avec le sol. Dans une foule très dense, quand des individus sont tirés dans une direction, disons le sud, la friction avec le sol va déplacer cette masse, non pas uniquement vers le sud, mais aussi vers l’est, ou vers l’ouest. Ce mouvement se retrouve dans un système complètement différent : les électrons qui, dans un champ magnétique, subissent la force de Lorentz.

Pour l’instant, ces observations ont été réalisées dans des géométries simples, comme des places en forme de rectangles. Les physiciens ne savent donc pas encore comment réagissent les foules dans des paysages urbains plus intriqués, et dans lesquels les motivations individuelles pourraient être diverses.